不同年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子萌發(fā)的影響

龔勛+王珩義

摘要： 以甜蕎種子作為受體，采用培養(yǎng)皿濾紙法初步研究不同年生（一年生和多年生）紫莖澤蘭不同部位（葉、莖、根）的水浸液在不同濃度（10、20、30、40、50 g/L）下對甜蕎種子萌發(fā)的影響。結果發(fā)現(xiàn)，一年生和多年生紫莖澤蘭葉水浸液在較高濃度（40、50 g/L）時，對甜蕎種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有顯著影響；而一年生紫莖澤蘭根水浸液只在濃度為40 g/L時，對甜蕎種子發(fā)芽率有顯著影響；一年生和多年生紫莖澤蘭莖水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均無顯著影響。從發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)來看，一年生紫莖澤蘭葉和根水浸液的化感效應對甜蕎種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)出明顯的低促高抑；而多年生紫莖澤蘭葉水浸液則只表現(xiàn)出明顯的抑制作用。

關鍵詞： 紫莖澤蘭；水浸液；甜蕎；種子萌發(fā)；雜草；化感作用

中圖分類號： S517.04 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）03-0161-04

紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum）屬菊科澤蘭屬，為多年生草本或亞灌木。目前，紫莖澤蘭已經(jīng)位居生物入侵種名單之首，由于其具有生活力強、適應性廣、化感作用強烈等特點而易成為群落中的優(yōu)勢種，甚至發(fā)展為單一優(yōu)勢群落[1]。紫莖澤蘭的蔓延破壞了畜牧業(yè)、農(nóng)林業(yè)的生產(chǎn)，破壞群落結構和生物的多樣性，也危害著人類的健康[2-3]。研究表明化感作用是紫莖澤蘭成功入侵并擴張的重要原因[4-7]。目前成株化感作用的研究受到競爭和化感作用分離方法的限制，因而主要利用生物測試方法進行化感作用的研究[8]，觀測植物水浸液對植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[9]。近年來，隨著紫莖澤蘭的逐步侵入，很多地區(qū)的經(jīng)濟作物受到了威脅。本研究以貴州省重要的經(jīng)濟作物蕎麥作為紫莖澤蘭化感作用的受體植物。蕎麥屬蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum），而甜蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）作為主要栽培品種[10]，是一種重要的經(jīng)濟作物和食物來源，其種子具有適合人類需求的營養(yǎng)物質，也具有很高的藥用價值[11]。目前以不同的植物作為受體對紫莖澤蘭化感作用的研究較多[12-16]，但關于紫莖澤蘭的化感作用對蕎麥種子萌發(fā)的影響至今尚未見任何報道。因此，本研究以蕎麥中的甜蕎種子為受體，探討不同年生紫莖澤蘭不同部位的水浸液對甜蕎種子萌發(fā)的影響，以期比較出不同年生紫莖澤蘭的不同部位化感作用對蕎麥種子萌發(fā)的敏感性差異，為當?shù)剞r(nóng)作物的栽培提供參考，為保護生物資源多樣性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紫莖澤蘭采集于貴州省畢節(jié)市大方縣，分為一年生和多年生2種。甜蕎種子購買于貴州省畢節(jié)市赫章縣。

1.2 試驗方法

1.2.1 紫莖澤蘭根、莖、葉水浸液制備 將一年生和多年生紫莖澤蘭的根、莖、葉用蒸餾水沖洗干凈，放置于60 ℃的烘箱中烘干2 d。將一年生和多年生紫莖澤蘭的根、莖、葉分別搗碎，再分別稱取50 g干樣，加入蒸餾水，25 ℃下浸泡 24 h。浸泡之后經(jīng)過4層紗布過濾，再用濾紙過濾，制備成相應的母液，置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｔ囼灂r分別將它們稀釋成10、20、30、40、50 g/L等濃度的水浸液，置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 種子萌發(fā)試驗 采用培養(yǎng)皿濾紙培養(yǎng)法進行種子萌發(fā)試驗[17]。用適量的0.5% NaClO溶液對甜蕎表面消毒 10 min，然后用蒸餾水洗3次，分別選取30粒沉底、飽滿、大小均一的甜蕎種子放入每個鋪有1層濾紙的培養(yǎng)皿中，加覆蓋種子1/3體積的紫莖澤蘭不同部位水浸液，濃度為10、20、30、40、50 g/L，以蒸餾水為對照，每個處理重復3次。將各培養(yǎng)皿置于25 ℃、光照時間為12 h/d的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每天記錄發(fā)芽種子數(shù)量，以胚芽沖破種皮為發(fā)芽，培養(yǎng)期間及時添加相應的水提取液，以免干燥影響發(fā)芽，直到種子不再萌發(fā)為止。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

測量指標有發(fā)芽率、發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)（RI）和發(fā)芽指數(shù)（GI）[17]。

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%。發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)（RI），RI=1-C/T（T≥C），或者RI=T/C-1（T

采用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 一年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率的影響

一年生紫莖澤蘭的根和莖水浸液在各濃度組均未對甜蕎種子發(fā)芽率產(chǎn)生顯著影響；而一年生葉水浸液在最大濃度為50 g/L時，與低濃度組（10、20 g/L）相比，顯著（P=0.025；P=0.032）降低了甜蕎種子的發(fā)芽率。總的來看，除一年生莖外，一年生根和葉均呈現(xiàn)出發(fā)芽率隨濃度升高而降低的趨勢，且高濃度的一年生葉水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率有顯著的抑制作用（圖1）。

對相同濃度一年生紫莖澤蘭不同部位的甜蕎種子發(fā)芽率進行比較，發(fā)現(xiàn)濃度為40 g/L時，一年生葉和根分別與一年生莖相比，顯著（P=0.027）和極顯著（P=0.007）降低了甜蕎種子發(fā)芽率；而對照組和其他各濃度組（10、20、30、50 g/L）不同部位之間的水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率均沒有顯著影響，說明高濃度的一年生根和葉水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率的抑制作用強于一年生莖。

2.2 一年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)的影響

不同濃度處理的一年生紫莖澤蘭的根和莖水浸液對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)均無顯著影響；而一年生葉水浸液在最高濃度為50 g/L時，與10 g/L低濃度組相比，發(fā)芽指數(shù)顯著降低（P=0.013），其余各濃度組的葉水浸液對發(fā)芽指數(shù)均無顯著影響。總的而言，除一年生莖外，一年生紫莖澤蘭葉和根水浸液在高濃度下均對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)的影響表現(xiàn)出一定的抑制作用（圖2）。

對相同濃度下一年生紫莖澤蘭不同部位的甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)進行比較，發(fā)現(xiàn)濃度為10 g/L時，一年生根和一年生莖相比，顯著（P=0.026）降低了甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)；濃度為40 g/L 時，一年生葉和根分別與一年生莖相比，也顯著（P=0015）和極顯著（P=0.005）降低了甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)；其他各濃度組（20、30、50 g/L）根、莖、葉水浸液間均無顯著影響。整體來看，一年生紫莖澤蘭不同部位對發(fā)芽指數(shù)的影響強弱呈現(xiàn)出根>葉>莖的趨勢。

2.3 一年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)的影響

一年生紫莖澤蘭不同部位的水浸液在不同濃度處理下，對甜蕎種子RI均存在不同程度的影響。從RI絕對值大小來看，一年生紫莖澤蘭莖水浸液在各濃度處理下化感效應變化并不明顯；而一年生葉和根水浸液在較高濃度時，其化感效應明顯強于較低濃度組。對相同濃度下一年生紫莖澤蘭不同部位的甜蕎種子RI進行比較，濃度為10、20 g/L時，不同部位水浸液的RI均為正值，說明在較低濃度下的一年生紫莖澤蘭不同部位水浸液的化感效應均對甜蕎種子的發(fā)芽率有一定的促進作用。總的來說，除一年生莖外，一年生紫莖澤蘭葉和根水浸液的化感效應對甜蕎種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)出較為明顯的低促高抑現(xiàn)象（圖3）。

2.4 多年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率的影響

各濃度處理組之間多年生紫莖澤蘭根和莖水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率均沒有顯著影響；而多年生葉水浸液濃度為 50 g/L 時，與對照組相比，顯著（P=0.025）降低了甜蕎種子的發(fā)芽率，說明多年生紫莖澤蘭葉水浸液在高濃度下對甜蕎種子的發(fā)芽率有明顯的抑制作用（圖4）。

對同濃度下多年生紫莖澤蘭不同部位間的甜蕎種子發(fā)芽率進行比較，發(fā)現(xiàn)對照組和其他各濃度組（10、20、30、40 g/L）不同部位之間的水浸液均對甜蕎種子發(fā)芽率沒有顯著影響；而當處理濃度達到50 g/L時，多年生葉與莖水浸液相比，顯著（P= 0.041）降低了甜蕎種子的發(fā)芽率，說明高濃度的多年生葉水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率的影響要強于多年生根和莖。

2.5 多年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)的影響

多年生紫莖澤蘭根和莖水浸液各濃度處理組均對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)無顯著影響，而多年生葉水浸液在不同濃度處理下甜蕎種子的發(fā)芽指數(shù)出現(xiàn)了明顯的差異。高濃度（50 g/L）時，與對照組和低濃度組（10 g/L）相比，均極顯著（P=0.006；P=0.002）降低了甜蕎種子的發(fā)芽指數(shù)；與濃度組（20、30 g/L）相比，高濃度組（50 g/L）的多年生葉水浸液也顯著（P=0.038；P=0.016）降低了甜蕎種子的發(fā)芽指數(shù)；較高濃度（40 g/L）時，與低濃度組（10 g/L）相比，顯著（P=0043）降低了甜蕎種子的發(fā)芽指數(shù)，說明高濃度的多年生葉水浸液對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)的影響十分明顯（圖5）。

對同一濃度多年生紫莖澤蘭不同部位的甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)進行比較，發(fā)現(xiàn)對照組和各濃度組（10、20、30、 40 g/L）不同[CM（25]部位（根、莖、葉）的水浸液均對甜蕎種子發(fā)芽率沒有顯著影響；處理濃度為50 g/L時，多年生葉水浸液分別與多年生莖和根相比，多年生葉均顯著（P= 0.034；0.043）降低了甜蕎種子的發(fā)率指數(shù)。總的來看，多年生紫莖澤蘭葉水浸液對甜蕎種子發(fā)芽指數(shù)的影響要明顯強于多年生莖和根。

2.6 多年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)的影響

多年生紫莖澤蘭不同部位的水浸液在不同濃度處理下，對甜蕎種子RI均存在不同程度的影響。從RI絕對值大小來看，一年生紫莖澤蘭不同部位水浸液化感效應的強弱均呈現(xiàn)出葉﹥根﹥莖的趨勢；除了多年生莖水浸液的化感效應最弱以外，多年生紫莖澤蘭根水浸液濃度為10、20、40 g/L時，其RI均為正值，化感效應對甜蕎種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)出一定的低促高抑；而多年生葉水浸液的RI在各濃度處理下均為負值，表明化感效應對甜蕎種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)出明顯的抑制（圖6）。

3 結論與討論

研究發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭浸提液對種子的影響主要有抑制萌發(fā)和延遲萌發(fā)2種作用。本研究分別測定了3項指標，即發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)（GI）和發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)（RI）。發(fā)芽率是測定種子萌發(fā)程度的一項重要指標；GI從一定程度上反映了種子發(fā)芽的快慢[18]；發(fā)芽率化感效應敏感指數(shù)（RI）能夠反映化感效應的強弱。由綜合發(fā)芽率和GI這2項指標得出，在一年生和多年生紫莖澤蘭根、莖、葉中，葉水浸液對甜蕎種子萌發(fā)的抑制作用最強，其次是根、莖，這與譚永欽等的研究結果[19]類似。從RI的結果來看，一年生和多年生紫莖澤蘭葉水浸液的化感效應也明顯強于根和莖，且多年生紫莖澤蘭葉水浸液的化感作用對甜蕎種子萌發(fā)的抑制作用要強于一年生紫莖澤蘭葉水浸液。對紫莖澤蘭植株的不同部位而言，以往學者研究結果表明紫莖澤蘭地上部分的化感作用強于地下部分[20-21]。本研究也證實了無論是一年生還是多年生紫莖澤蘭葉水浸液的化感作用均強于根水浸液的化感作用。葉片是紫莖澤蘭產(chǎn)生化感作用的重要途徑之一，且發(fā)育時期對紫莖澤蘭葉片化感作用有顯著影響，紫莖澤蘭葉片化感作用隨著發(fā)育期的發(fā)展有增強的趨勢[3]。由此表明，植物生長發(fā)育階段是影響其化感作用的一個重要因素。

研究還發(fā)現(xiàn)高濃度的紫莖澤蘭葉片水浸液對甜蕎種子發(fā)芽率的抑制作用顯著，化感效應較強，種子相應的發(fā)芽指數(shù)也較低，且隨葉片水浸液濃度的升高，抑制作用逐漸增強；而低濃度的根、莖的水浸液對甜蕎種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)沒有明顯的抑制作用，甚至低濃度的水浸液有一定的促進作用，這種低促高抑現(xiàn)象在很多受體植物上都有發(fā)生[22-24]。在自然條件下紫莖澤蘭向土壤中釋放的化感物質濃度只有達到了某一有效作用閾值，才會對周圍的植物產(chǎn)生抑制效果[25]。不同發(fā)育時期紫莖澤蘭植株不同部位的水浸液對甜蕎種子萌發(fā)的化感效應不完全相同。據(jù)此推測紫莖澤蘭植株的不同部分可能含有不同的化感活性物質，對不同植物的影響也存在很大的差異。鑒于紫莖澤蘭葉片的化感效應較強，建議在大田生產(chǎn)中，將紫莖澤蘭的地上部分處理掉，以減輕紫莖澤蘭葉片通過淋溶的途徑對田間作物造成化感抑制作用。

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